演示實(shí)驗(yàn)1、將一張紙和一張金屬片在同一高度同時(shí)釋放,結(jié)果金屬片先著地。教師不發(fā)表意見(jiàn),繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。分別將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果板書(shū)在黑板上。2、將剛才的紙片緊緊捏成一團(tuán),再次與硬幣同時(shí)釋放,結(jié)果兩者幾乎同時(shí)落地。3、將兩個(gè)完全一樣的紙片,一個(gè)捏成團(tuán),一個(gè)平展,則紙團(tuán)下落快。師:物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎?生:不是的!師:為什么這樣說(shuō)?生:第2個(gè)實(shí)驗(yàn)和第三實(shí)驗(yàn)都說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題,特別是第3個(gè)問(wèn)題,質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分。師:那你現(xiàn)在覺(jué)得物體下落快慢由什么因素決定呢?生:我想應(yīng)該是空氣阻力。猜想師:如果影響物體下落快慢的因素是空氣阻力,那么在沒(méi)有空氣阻力,物體的下落快慢應(yīng)該是一樣的,這種猜想是不是正確呢?我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。
一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能(1)知道時(shí)間和時(shí)刻的含義以及它們的區(qū)別。知道在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量時(shí)間的方法。(2)知道位移的概念,知道它是表示質(zhì)點(diǎn)位置變動(dòng)的物理量,知道它是矢量,可以用有向線段來(lái)表示。(3)知道位移和路程的區(qū)別。2、過(guò)程與方法(1)聯(lián)系生活實(shí)際,通過(guò)師生共同討論的方法來(lái)確定時(shí)刻與時(shí)間、位置、位移及其路程的關(guān)系。(2)通過(guò)類比的數(shù)學(xué)方法用數(shù)學(xué)上的點(diǎn)、線段來(lái)突破時(shí)刻與時(shí)間的關(guān)系,直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移。(3)嘗試運(yùn)用所學(xué)的概念判斷一些與生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)生體會(huì)到物理現(xiàn)象和規(guī)律所蘊(yùn)含的自然美。(2)通過(guò)對(duì)問(wèn)題的討論,培養(yǎng)學(xué)生勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。(3)培養(yǎng)學(xué)生有主動(dòng)與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn):1、時(shí)間、時(shí)刻、位置、位移的概念。2、矢量與標(biāo)量的概念。
具體過(guò)程:先用懸掛法確定重心之后,在板上固定一條細(xì)線ab,讓ab穿過(guò)重心c點(diǎn),再在其重心c處拴上細(xì)繩提拉,驗(yàn)證薄板可以水平平衡.如圖3-1-6、3-1-7所示.歸納:物體的重心可在物體之上,也可在物體之外.結(jié)論:規(guī)則均勻的物體重心在其幾何中心;不規(guī)則不均勻的物體重心用懸掛法.例3一個(gè)被吊著的均勻的球殼,其內(nèi)部注滿了水,在球的底部有一帶閥門的細(xì)出水口.在打開(kāi)閥門讓水慢慢流出的過(guò)程中,球殼與其中的水的共同重心將會(huì)()A.一直下降B.一直不變C.先下降后上升D.先上升后下降先讓學(xué)生自己回答,估計(jì)很多學(xué)生會(huì)選擇A;教師提示開(kāi)始和最終重心的位置,學(xué)生很快就能得出正確答案.借機(jī)引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題要全面.參考答案:在注滿水時(shí),球殼和水的共同重心在球心,隨著水的流出,球殼的重心不變,但是水的重心下降,二者共同的重心在下降.當(dāng)水流完時(shí),重心又回到球心,故選項(xiàng)C正確.
四、速度和速率學(xué)生閱讀教材第18頁(yè)相應(yīng)部分的知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生總結(jié).生:速度既有大小,又有方向,是矢量,速度的大小叫速率,教師引導(dǎo)學(xué)生看教材第18頁(yè)圖1.3—2.觀察汽車的速度計(jì),討論后說(shuō)出你從表盤上獲取的有用信息。生:汽車的速率.指針指在相應(yīng)數(shù)字的瞬間,就表示汽車在那一瞬時(shí)的速率是那個(gè)值.生:還可以從表盤上直接讀出公里里程.師:日常生活中的“速度”有時(shí)指速度,也有時(shí)指速率,要看實(shí)際的物理情景。[討論與交流]甲、乙兩位同學(xué)用不同的時(shí)間圍繞操場(chǎng)跑了一圈,都回到了出發(fā)點(diǎn),他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運(yùn)動(dòng)的快慢?學(xué)生討論,體驗(yàn)平均速度的缺陷,引入平均速率。生1:位移都是零,平均速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,所以他們的平均速度都是零。生2:即使一位同學(xué)站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我們運(yùn)動(dòng)會(huì)上不是這樣比快慢的,如果這樣,那多不公平啊?
2、過(guò)程與方法(1)聯(lián)系生活實(shí)際,通過(guò)師生共同討論的方法來(lái)確定時(shí)刻與時(shí)間、位置、位移及其路程的關(guān)系。(2)通過(guò)類比的數(shù)學(xué)方法用數(shù)學(xué)上的點(diǎn)、線段來(lái)突破時(shí)刻與時(shí)間的關(guān)系,直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移。(3)嘗試運(yùn)用所學(xué)的概念判斷一些與生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)生體會(huì)到物理現(xiàn)象和規(guī)律所蘊(yùn)含的自然美。(2)通過(guò)對(duì)問(wèn)題的討論,培養(yǎng)學(xué)生勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。(3)培養(yǎng)學(xué)生有主動(dòng)與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn):1、時(shí)間、時(shí)刻、位置、位移的概念。2、矢量與標(biāo)量的概念。難點(diǎn):1、時(shí)刻與時(shí)間、路程和位移的區(qū)別。2、用坐標(biāo)表示時(shí)刻、時(shí)間、位移的方法。3、矢量與標(biāo)量的區(qū)別。
閱讀教材后總結(jié):是萬(wàn)有引力的作用把宇宙中的恒星和行星聚集在一起,組成了太陽(yáng)系、銀河系和其他星系.力的相互作用遍布我們周圍的一切物體.除此之外還有電荷間的相互作用、磁體間的相互作用,我們把這種力稱為電磁相互作用.【思考與討論】質(zhì)子帶正電,但質(zhì)子(與中子一起)卻能聚集在一起構(gòu)成原子核.你能推測(cè)是什么力的作用結(jié)果嗎?攻略一:閱讀教材53頁(yè),師生共同討論、總結(jié).攻略二:網(wǎng)絡(luò)搜索或工具書(shū)查閱“四種基本相互作用”,進(jìn)一步了解概念.結(jié)論:決定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和變化過(guò)程的基本的相互作用.近代物理確認(rèn)各種物質(zhì)之間的基本的相互作用可歸結(jié)為四種:引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和強(qiáng)相互作用.近代物理的觀點(diǎn)傾向于認(rèn)為:四種基本相互作用是統(tǒng)一的,物理學(xué)家們正在為建立大統(tǒng)一理論而努力.但至今也沒(méi)有公認(rèn)的結(jié)論,望同學(xué)們好好學(xué)習(xí),為科學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)自己的聰明和才智.
生:還可以從表盤上直接讀出公里里程.師:日常生活中的“速度”有時(shí)指速度,也有時(shí)指速率,要看實(shí)際的物理情景。[討論與交流]甲、乙兩位同學(xué)用不同的時(shí)間圍繞操場(chǎng)跑了一圈,都回到了出發(fā)點(diǎn),他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運(yùn)動(dòng)的快慢?學(xué)生討論,體驗(yàn)平均速度的缺陷,引入平均速率。生1:位移都是零,平均速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,所以他們的平均速度都是零。生2:即使一位同學(xué)站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我們運(yùn)動(dòng)會(huì)上不是這樣比快慢的,如果這樣,那多不公平啊?師:平均速度v=Δx/Δt,甲、乙的位移都為零,所以他們的平均速度也都等于零.在這里平均速度無(wú)法顯示他們運(yùn)動(dòng)快慢的不同,要用到另一物理量:平均速率.平均速率等于物體運(yùn)動(dòng)通過(guò)的路程跟所用時(shí)間的比值.他們兩人通過(guò)的路程相同且都不為零,但所用時(shí)間不同.顯然用時(shí)短的運(yùn)動(dòng)得快,也就是平均速率大.生:這不是我們初中學(xué)過(guò)的速度嗎?
【探究學(xué)習(xí)】引入新課教師活動(dòng):自從17世紀(jì)以來(lái),以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)不斷發(fā)展,取得了巨大的成就,經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有了廣泛的應(yīng)用,從而證明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性。但是,經(jīng)典力學(xué)也不是萬(wàn)能的,向其它科學(xué)一樣,它也有一定的適用范圍,有自己的局限性。那么經(jīng)典力學(xué)在什么范圍內(nèi)適用呢?有怎樣的局限性呢?這節(jié)課我們就來(lái)了解這方面的知識(shí)。進(jìn)行新課教師活動(dòng):請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文,閱讀時(shí)考慮下列問(wèn)題[用投影片出示]:1、經(jīng)典力學(xué)取得了哪些輝煌的成就?舉例說(shuō)明。2、經(jīng)典力學(xué)在哪些領(lǐng)域不能適用?能說(shuō)出為什么嗎?舉例說(shuō)明。3、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么?自己概括一下。4、相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)是否否定了牛頓的經(jīng)典力學(xué)?應(yīng)該怎樣認(rèn)識(shí)?5、怎樣理解英國(guó)劇作家蕭伯納的話“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”?學(xué)生活動(dòng):閱讀教材,并思考上面的問(wèn)題。分組討論,代表發(fā)言。點(diǎn)評(píng):讓學(xué)生通過(guò)自主閱讀獲取信息,培養(yǎng)學(xué)生閱讀理解能力,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)習(xí)慣。
(一)、復(fù)習(xí)提問(wèn)1、請(qǐng)說(shuō)出功的計(jì)算公式及功的單位2、我們用哪個(gè)物理量表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢?(二)、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課1、播放多媒體素材,用起重機(jī)和一個(gè)工人搬運(yùn)幾百塊磚比較哪一種方法好?圖中的情景說(shuō)明了什么問(wèn)題?(教師通過(guò)所設(shè)計(jì)的情景,將學(xué)生引入怎樣比較做功快慢,讓學(xué)生發(fā)表自己的看法,初步知道物體做功是有快慢之分的。)(三)、進(jìn)行新課1、比較做功快慢的方法播放多媒體素材并提出問(wèn)題:怎樣比較兩個(gè)人誰(shuí)做功快誰(shuí)做功慢?教師啟發(fā):以前學(xué)習(xí)過(guò)要比較兩物體運(yùn)動(dòng)的快慢,可以先確定路程再比較時(shí)間,也可以先確定時(shí)間再比較路程。在路程和時(shí)間都不同時(shí),通過(guò)計(jì)算速度比較兩物體運(yùn)動(dòng)的快慢。同理,要比較物體做功的快慢可采用什么方法?
探究一:高中階段功的含義是什么?投影:初中九年級(jí)《物理》105頁(yè)學(xué)生思考:①圖中物體的勢(shì)能、動(dòng)能分別如何變化?②物體能量的變化和做功是否存在關(guān)系?學(xué)生:分組討論,得出結(jié)論:如果物體的能量發(fā)生變化時(shí),說(shuō)明有力對(duì)物體做了功。教師:進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和小結(jié)(設(shè)計(jì)意圖:對(duì)初中知識(shí)深化理論認(rèn)識(shí),并為以后功能關(guān)系的教學(xué)作準(zhǔn)備)探究二:力對(duì)物體做功的兩個(gè)要素是什么?情景再現(xiàn):找體重相對(duì)懸殊的兩位同學(xué),①A同學(xué)試圖抱起B(yǎng)同學(xué),但沒(méi)成功。②B同學(xué)抱起A同學(xué)在教室內(nèi)勻速走動(dòng)。學(xué)生思考:在①中,A是否對(duì)B做功?在②中,B是否對(duì)A做功?學(xué)生:分析得出做功的兩要素:物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生位移.教師:讓學(xué)生分別例舉生活中力對(duì)物體做功和不做功的例子,(設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生親身參與課堂實(shí)驗(yàn),烘托課堂氣氛,相互協(xié)作增進(jìn)同學(xué)情誼)探究三:如果物體的位移不再力的方向上,那么力是否還對(duì)物體做功?
基于以上分析,為使本堂課圍繞重點(diǎn)、突破難點(diǎn),同時(shí)讓學(xué)生在課堂教學(xué)中能力得到提高,我設(shè)計(jì)如下教學(xué)過(guò)程。(一)創(chuàng)設(shè)情景認(rèn)識(shí)形變由同學(xué)們已有的形變知識(shí)入手,引入新課。教師演示:①?gòu)椈傻膲嚎s形變;②彈簧的拉伸形變③視頻播放:竹竿形變、鋼絲的扭轉(zhuǎn)形變。得出形變的概念及各類形變。[設(shè)計(jì)意圖:我從生活情景中引入新課,是為了激發(fā)學(xué)生的好奇心,為學(xué)生學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容作鋪墊。]設(shè)問(wèn):摩天大樓在風(fēng)的吹拂下會(huì)不會(huì)擺動(dòng),發(fā)生形變嗎?演示微小形變放大實(shí)驗(yàn):由于這種形變不容易觀察,會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生疑問(wèn):到底有沒(méi)有發(fā)生形變?解決的辦法是微小形變的演示實(shí)驗(yàn)。為什么光點(diǎn)會(huì)往下移?讓學(xué)生帶著問(wèn)題思考后得出結(jié)論:是由于桌面發(fā)生了形變,但是形變不明顯。為后面解決壓力和支持力都是彈力做好鋪墊。[設(shè)計(jì)意圖:使學(xué)生知道“放大”是一種科學(xué)探究的方法。]
通過(guò)這個(gè)示例呢,我們可以得到解決向心力問(wèn)題的一般的步驟,確定對(duì)象,找出軌跡,找出圓心,然后進(jìn)行受力分析,讓同學(xué)們參考這樣的步驟,逐步的解決圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,對(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng),我通過(guò)鏈球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行引入,這里是一個(gè)鏈球運(yùn)動(dòng)的視頻,在同學(xué)們觀看視頻之前,我給同學(xué)們提出問(wèn)題,鏈球收到繩子的拉力,做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎? 然后再課堂上我們?cè)僮鲆粋€(gè)小實(shí)驗(yàn), 我們可以通過(guò)改變拉線的方式來(lái)調(diào)節(jié)小球的速度大小嗎? 那么對(duì)小球,做加速圓周運(yùn)動(dòng),進(jìn)行受力分析,我們可以看到,小球做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),他所受到的力,并不是嚴(yán)格通過(guò)軌跡的圓心,在進(jìn)行分析的時(shí)候,特別強(qiáng)調(diào),小桶所受力的切線方向分力,和法線方向分力,切線方向分力,改變小球運(yùn)動(dòng)速度大小,法線方向分力,改變了小球運(yùn)動(dòng)的方向,法線方向的分力,在這里就是向心力,產(chǎn)生了向心加速度,通過(guò)這樣一個(gè)例子進(jìn)行分析,同學(xué)們是比較容易理解的,
思考:洗衣機(jī)脫水時(shí)轉(zhuǎn)速高時(shí)容易甩干衣物,還是轉(zhuǎn)速低時(shí)容易甩干衣物?(2) 制作棉花糖的原理內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似,里面加入白砂糖,加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn),黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng),從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去,成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒,并迅速冷卻凝固,變得纖細(xì)雪白,像一團(tuán)團(tuán)棉花。5.離心現(xiàn)象的防止在水平公路上行駛的汽車,轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大,所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax,汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此,在公路彎道處,車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度。當(dāng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪或者飛輪內(nèi)部分子間相互作用力不足以提供所需向心力時(shí),離心運(yùn)動(dòng)就會(huì)使他們破裂,甚至釀成事故。
二、課堂教學(xué)(課前由科代表發(fā)回預(yù)習(xí)學(xué)案)1、教師根據(jù)預(yù)習(xí)學(xué)案檢查結(jié)果提出問(wèn)題(用多媒體展示),引導(dǎo)全班討論(重點(diǎn)討論:①、為什么動(dòng)能的表達(dá)式一定是 mV2 ?你如何得出這個(gè)結(jié)論?②、力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功,和物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化量有什么關(guān)系?你如何得出這個(gè)結(jié)論?這個(gè)做功的力和F=ma中的力F有什么關(guān)系)。有困難的小組應(yīng)及時(shí)問(wèn)老師。老師在這個(gè)過(guò)程中巡視指導(dǎo)。2、學(xué)生自主閱讀課文“7 動(dòng)能和動(dòng)能定理”中的“動(dòng)能的表達(dá)式”,然后完成如下練習(xí)(教師在此過(guò)程中巡視指導(dǎo)):2.1嘗試推出動(dòng)能的表達(dá)式(鼓勵(lì)會(huì)推導(dǎo)的同學(xué)積極上臺(tái)板演,老師引導(dǎo)討論)。2.2寫(xiě)出動(dòng)能的小結(jié)(認(rèn)真閱讀教材p66倒數(shù)第二段、第三段,結(jié)合你推導(dǎo)動(dòng)能表達(dá)式的過(guò)程,認(rèn)真思考后四人一組討論:①、動(dòng)能是矢量還是標(biāo)量?②、動(dòng)能的單位是什么?③、你認(rèn)為應(yīng)從哪幾方面來(lái)理解動(dòng)能?)
3.適用條件(1)萬(wàn)有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算。當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于每個(gè)物體的尺寸時(shí),物體可以看成質(zhì)點(diǎn),直接使用萬(wàn)有引力定律計(jì)算。(模型)研究相互接觸的兩個(gè)人之間的萬(wàn)有引力時(shí),不能把他們看作質(zhì)點(diǎn)。(2)當(dāng)兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時(shí),它們間的引力也可直接用公式計(jì)算,但式中的r是指兩球心間距離。研究太陽(yáng)和地球之間的萬(wàn)有引力,可以把它們看作質(zhì)量均勻的球體。當(dāng)研究物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí),可以把物體假想分割成無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn),求出兩個(gè)物體上每個(gè)質(zhì)點(diǎn)與另一物體上所有質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力,然后求合力,這是微積分的思想。萬(wàn)有引力定律產(chǎn)生于對(duì)太陽(yáng)系行星運(yùn)動(dòng)的研究,但它對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的適用性卻要廣泛得多??梢赃@樣說(shuō),宇宙中凡有引力參與的一切復(fù)雜的現(xiàn)象,無(wú)不要?dú)w結(jié)到這樣一條十分簡(jiǎn)潔的定律之中,這不能不使人驚嘆宇宙萬(wàn)物超乎尋常的和諧及人類理性思考所具有的統(tǒng)攝力。
1.教材在學(xué)生的原有加速度概念的基礎(chǔ)上來(lái)討論“勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度變化快慢”的問(wèn)題,讓學(xué)生知道向心加速度能夠表示勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體速度變化的快慢究竟是怎么一回事。2.教材把向心加速度安排在線速度和角速度知識(shí)之后,使學(xué)生對(duì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量有一個(gè)大致的了解。3.教材從了解運(yùn)動(dòng)的規(guī)律過(guò)渡到了解力跟運(yùn)動(dòng)關(guān)系的規(guī)律;把向心加速度放在向心力之前,從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來(lái)學(xué)習(xí)向心加速度。4.教材為了培養(yǎng)學(xué)生“用事實(shí)說(shuō)話”的“態(tài)度”,讓一切論述都合乎邏輯,改變了過(guò)去從向心力推導(dǎo)向心加速度的教學(xué)方式。1.采用理論、實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)安排。2.教師啟發(fā)引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流。知識(shí)與技能1.會(huì)作矢量圖表示速度的變化量與速度之間的關(guān)系。2.加深理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別。3.體會(huì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度方向的分析方法。4.知道向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng);知道變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的方向。
(二)進(jìn)行新課1、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化演示實(shí)驗(yàn)1:如右圖,用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺(tái)等做實(shí)驗(yàn)。把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來(lái),把小球拉到一定高度的A點(diǎn),然后放開(kāi),小球在擺動(dòng)過(guò)程中,重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。我們看到,小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn),如圖甲。如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線,小球雖然不能擺到C點(diǎn),但擺到另一側(cè)時(shí),也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度,如圖乙。問(wèn)題:這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中,小球的受力情況如何?各個(gè)力的做功情況如何?這個(gè)小實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么?學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn),思考問(wèn)題,選出代表發(fā)表見(jiàn)解。小球在擺動(dòng)過(guò)程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直,對(duì)小球不做功;只有重力對(duì)小球能做功。實(shí)驗(yàn)證明,小球在擺動(dòng)過(guò)程中重力勢(shì)能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動(dòng)過(guò)程中,小球總能回到原來(lái)的高度??梢?jiàn),重力勢(shì)能和動(dòng)能的總和保持不變。即機(jī)械能保持不變。
1、教師先演示投影:把小鋼珠放在黑墨水瓶蓋里轉(zhuǎn)一下(內(nèi)有一點(diǎn)點(diǎn)墨水),再放在半圓形有機(jī)玻璃軌道上運(yùn)動(dòng)并飛出,讓鋼珠在白紙上留下痕跡,同樣在3/5半圓周,4/5半圓周上運(yùn)動(dòng)飛出,讓學(xué)生猜測(cè)飛出方向由什么特點(diǎn)?(有機(jī)玻璃板說(shuō)明:厚約5毫米,略小于小鋼珠直徑,圓弧半徑15厘米,MN邊稍長(zhǎng)些,以便過(guò)MN做直線,根據(jù)半徑大小確定圓心O位置。)學(xué)生猜想:切線方向師:已知圓弧半徑為15厘米。如何驗(yàn)證?請(qǐng)用幾何方法作圖驗(yàn)證。生:標(biāo)出飛出點(diǎn)和圓心,做圓心和飛出點(diǎn)的連線,用量角尺量出該連線和飛出軌跡直線的夾角,是否90度。2、再分組實(shí)驗(yàn),提醒同桌配合,小心鋼珠滾跑。實(shí)驗(yàn)完畢,要求作圖驗(yàn)證,并互相討論交流。3、交流和結(jié)論:師:要引導(dǎo)學(xué)生得出正確的科學(xué)結(jié)論:“圓周運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向”,而不能直接得出“曲線運(yùn)動(dòng)的的物體速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向”。
“做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程”,這是本章教學(xué)中的一條主線。對(duì)于一種勢(shì)能,就一定對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的力做功。類比研究重力勢(shì)能是從分析重力做功入手的,研究彈簧的彈性勢(shì)能則應(yīng)從彈簧的彈力做功入手。然而彈簧的彈力是一個(gè)變力,如何研究變力做功是本節(jié)的一個(gè)難點(diǎn),也是重點(diǎn)。首先,要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系得出彈簧的彈力做功和彈簧的彈性勢(shì)能的關(guān)系。其次,通過(guò)合理的猜想與假設(shè)得出彈簧的彈力做功與哪些物理量有關(guān)。最后,類比勻變速直線運(yùn)動(dòng)求位移的方法,進(jìn)行知識(shí)遷移,利用微元法的思想得到彈簧彈力做功的表達(dá)式,逐步把微分和積分的思想滲透到學(xué)生的思維中。本節(jié)課通過(guò)游戲引入課題,通過(guò)生活中拉弓射箭、撐桿跳高和彈跳蛙等玩具以及各種彈簧等實(shí)例來(lái)創(chuàng)設(shè)情景,提出問(wèn)題。給學(xué)生感性認(rèn)識(shí),引起學(xué)生的好奇心;讓學(xué)生對(duì)彈簧彈力做功的影響因素進(jìn)行猜想和假設(shè),提出合理的推測(cè),激發(fā)學(xué)生的探索心理,構(gòu)思實(shí)驗(yàn),為定性探究打下基礎(chǔ)。然后,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得出彈簧彈性勢(shì)能與彈簧彈力做功的關(guān)系。
教學(xué)目標(biāo)㈠知識(shí)與技能1.要弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,本?shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),目的是利用重物的自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。2.要明確實(shí)驗(yàn)原理,掌握實(shí)驗(yàn)的操作方法與技巧、學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與處理,能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差的分析,從而使我們對(duì)機(jī)械能守恒定律的認(rèn)識(shí),不止停留在理論的推導(dǎo)上,而且還能夠通過(guò)親自操作和實(shí)際觀測(cè),從感性上增加認(rèn)識(shí),深化對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。3.要明確織帶選取及測(cè)量瞬時(shí)速度簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的方法。㈡過(guò)程與方法1.通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、采集數(shù)據(jù),處理數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)誤差分析的能力。2.通過(guò)同學(xué)們的親自操作和實(shí)際觀測(cè)掌握實(shí)驗(yàn)的方法與技巧。3.通過(guò)對(duì)紙帶的處理過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力,體會(huì)處理問(wèn)題的方法,領(lǐng)悟如何間接測(cè)一些不能直接測(cè)量的物理量的方法。